4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
3.2 Hình thái và chiều cao cây F1 (hạt F2)
25
Bảng 3.1 Chiều cao cây, tổng số chồi, số chồi hữu hiệu và thời gian sinh trưởng trung bình của các cá thể cây F1 (các cá thể đều được trồng trong điều kiện nhà lưới)
Nghiệm thức Cao cây(cm) Tổng số chồi Số chồi hữu hiệu
Thời gian sinh trưởng(ngày)
TBF1 138,67±3,93 14,67±1,86 13,17±1,47 96,67±2,66
Nếp cẩm 157 16 13 127
NK2 x Nhật 1 137 11 10 92
TBF1: Trung bình các cá thế F1
* Thời gian sinh trưởng
Theo Bảng 3.1 hầu hết các cá thể được chọn có thời gian sinh trưởng trung bình 96,67±2,66 ngày vì vậy được xếp vào (nhóm A1) thuộc dạng ngắn ngày. Thời gian sinh trưởng các cá thể chênh lệch không đáng kể từ 1-4 ngày, so với cây mẹ Nếp cẩm (127 ngày) là ngắn hơn và với cha (NK2 x Nhật 1) (92 ngày) thì dài hơn. Các chỉ tiêu nơng học theo dõi ở cây F1 biểu hiện được đặc tính trung gian của của cha mẹ. Thời gian sinh trưởng do đặc tính giống quy định, phần nào cũng chịu ảnh hưởng của thời tiết, mùa vụ, chế độ nước, liều lượng phân bón và độ phì của đất (Nguyễn Ngọc Đệ, 1998). Theo Yoshida (1981) và De Datta (1981), hai ông cho rằng thời gian sinh trưởng trung bình của cây lúa lý tưởng là 120 ngày, vì hai ơng cho rằng 120 ngày là thời gian tối hảo để cho lúa có năng suất cao với các mức bón phân đạm cao ở vùng nhiệt đới. Từ đó cho thấy được, các cá thể F1 có tiềm năng năng suất rất cao, phù hợp với điều kiện ĐBSCL.
* Chiều cao cây
Kết quả Bảng 3.1 cho thấy chiều cao cây trung bình là 138,67±3,93 cm, nói chung chiều cao cây giữa các cá thể tương đối đồng đều. Hầu hết các cá thể cao hơn so với chiều cao cây cha 137 cm và thấp hơn chiều cao cây mẹ 157 cm. Đây là yếu tố quan trọng đối với một giống lúa. Theo Yoshida (1981) sự đổ ngã làm giảm năng suất hạt, đặc biệt xảy ra sau khi trổ gié và khi bông chạm mặt nước, chiều cao thấp hơn sẽ kháng đổ ngã và khả năng đâm chồi mạnh hơn (tăng LAI). Tuy nhiên giống thấp cây không phải luôn kháng đổ ngã, sự đổ ngã cịn phụ thuộc vào các đặc tính khác như độ dài thân, độ cứng mơ, vận tốc hóa già của lá dưới (Chandler, 1969). Nhưng trong công tác chọn giống chọn cây theo tính trạng thấp cây là hiệu quả nhất và có thể di truyền ổn định cho các thế hệ sau. Năng suất hạt sẽ giảm theo độ sâu
26
của nước, dạng cao vừa (110-130 cm) sẽ xem như ưu thế hơn dạng thấp cây (90-110 cm) (Yoshida, 1981). Qua đó cho thấy các cá thể F1 có chiều cao tương đối phù hợp.
* Số bơng/bụi
Theo Nguyễn Đình Giao và ctv (1997), bốn yếu tố tạo thành năng suất thì số bơng trên bụi là yếu tố có tính quyết định nhất và sớm nhất. Nó có thể đóng góp 74% năng suất, khả năng nảy chồi là do đặc tính của giống. Theo Bảng 3.1, tổng số chồi và số chồi hữu hiệu của cây lai F1 tương đối trung bình 13,17±1,47. So sánh với cha mẹ thì gần như tương đương so với mẹ là 13 nhưng lớn hơn cha 10 cho thấy cá thể F1 mang được đặc tính tốt từ mẹ và cải thiện số bơng/bụi ở cây cha. Điều này dẫn đến tìm năng năng suất cao của các cá thể cây F1.
Trọng lượng 1000 hạt, chiều dài bông, số hạt chắc trên bông và tỷ lệ hạt chắc
Bảng 3.2 Trọng lượng 1000 hạt, chiều dài bông, số hạt chắc trên bông và tỷ lệ hạt chắc trung bình của cây F1 (hạt F2) và cây cha mẹ chắc trung bình của cây F1 (hạt F2) và cây cha mẹ
Nghiệm thức TL 1000 hạt (g) Dài bông (cm) Hạt chắc/bông Tỷ lệ hạt chắc (%) TBF1 28,32±1,12 29,5±1,14 167,3±5,9 74,3±6,15 Nếp cẩm NK2 x Nhật 1 20,6 21,5 23 24 100 118 71,3 54,9
TBF1: Trung bình của các cá thế F1, TL: Trọng lượng
* Số hạt chắc trên bông và tỷ lệ hạt chắc
Mỗi cá thể F1 được chọn ngẫu nhiên 3 bơng để đếm số hạt chắc trên bơng, tính trung bình và tính tỷ lệ hạt chắc.
Hạt chắc trên bơng là đặc tính di truyền nhưng bị ảnh hưởng bởi điều kiện canh tác như mật độ, phân bón, nước. Hạt chắc trên bơng là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến năng suất của các giống lúa. Thường thì số hoa trên bơng quá nhiều dẫn đến tỷ lệ hạt chắc thấp. Muốn năng suất cao, tỷ lệ hạt chắc phải đạt trên 80% (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
27
Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2007), tỷ lệ hạt chắc được quyết định từ đầu thời kỳ phân hóa địng đến khi lúa vào hạt chắc nhưng quan trọng nhất là thời kỳ phân bào giảm nhiễm, trổ bông, phơi màu, thụ phấn, thụ tinh và vào chắc. Tỷ lệ hạt chắc tùy thuộc vào số hoa trên bơng, đặc tính sinh lý của cây lúa và chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện ngoại cảnh. Số hạt chắc trên bông của các cây F1 trung bình là 167,3±5,9 hạt cao hơn so với cha mẹ Nếp cẩm (100 hạt) và (NK2 x Nhật 1) là (118). Tỷ lệ hạt chắc trung bình là 74,3±6,15% cao hơn cây cha (54,9%) và cao hơn cây mẹ (71,3%). Điều này có thể giải thích là do một phần điều kiện mơi trường tác động và một phần là do hiện tượng ưu thế lai.
* Chiều dài bông
Chỉ tiêu chiều dài bông chỉ được đánh giá sơ bộ do chỉ mới ở cây F1. Chiều dài bơng trung bình là 29,5±1,14 cm, hầu hết các dòng đều thể hiện ưu thế lai cụ thể là chiều dài bông của các cá thể cây F1 đều cao hơn so với cha mẹ. Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc chọn lọc dòng lúa cho năng suất cao phục vụ cho ĐBSCL. Vì theo Vũ Văn Liết và ctv., 2004 thì những giống cổ bơng dài, hạt xếp khít, tỷ lệ hạt lép thấp, khối lượng 1000 hạt cao sẽ cho năng suất cao.
* Trọng lượng 1000 hạt
Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008), trọng lượng hạt được quyết định ngay từ khi phân hóa hoa đến khi lúa chín. Trọng lượng hạt chủ yếu do đặc tính di truyền của giống quyết định, điều kiện mơi trường có ảnh hưởng một phần vào thời kỳ giảm nhiễm (18 ngày trước khi trổ) trên cỡ hạt, cho đến khi vào chắc rộ (15-25 ngày sau khi trổ). Ở phần lớn các giống lúa, trọng lượng 1000 hạt thường biến thiên tập trung trong khoảng (20-30 g). Theo Bảng 3.2 cho thấy trọng lượng 1000 hạt trung bình là 28,32±1,12 g cao hơn so với cha mẹ, cho thấy các cá thể F1 có tìm năng năng suất cao so với cha mẹ.
* Độ cứng lóng của các cá thể F1 và cây cha mẹ
Sau khi tách hết bẹ lá ta tiến hành đo độ cứng trên máy IMADA. Đổ ngã là kết quả của sự tương tác qua lại và cân bằng của các yếu tố: độ cứng của thân, yếu tố môi trường ảnh hưởng lên độ cứng của thân, yếu tố môi trường ảnh hưởng lên độ cứng của thân và ảnh hưởng các yếu tố bên ngồi như mưa, gió (Setter và ctv., 1994). Do đó chọn cá thể có độ cứng cao nhất để có thể hạn chế được đổ ngã.
28
Bảng 3.3 Độ cứng (N/cm2) lóng của trung bình các cá thể F1 so với cha mẹ
Nghiệm thức Lóng 1 Lóng 2 Lóng 3
TBF1 3,62 5,35 8,13
Nếp cẩm 1,91d 3,77d 6,67e
NK2 x Nhật 1 4,19a 6,33a 9,25a
TBP 3,05 5,05 7,96
F ** ** **
CV(%) 8,38 9,46 3,11
TBF1: Trung bình tổng của các cá thể F1, TBP: Trung bình tổng của cây cha mẹ Ghi chú: ** khác biệt ý nghĩa thống kê 1%
Trong cùng một cột những số có chữ theo sau giống nhau thì khơng khác biệt ý nghĩa thống kê
Qua Bảng 3.3 cho thấy độ cứng của thân tăng dần từ lóng thứ 1 đến lóng thứ 3 do lóng thứ 4 quá ngắn <1cm nên khơng tiến hành đo. Qua phân tích trung bình độ cứng lóng 1 đến lóng 3 của các cá thể F1 cao hơn trung bình độ cứng cây cha mẹ, đồng thời thể hiện đặc tính trung gian giữa cây cha(cứng cây) và cây mẹ(yếu rạ), có độ cứng gần như giống cây cha và cứng nhiều so với cây mẹ. Từ đó cải thiện được đặc tính của cây mẹ, tạo ra thế hệ con lai cứng cây và có thể thay thế được đặc tính yếu rạ của giống lúa nếp cẩm. Cần tiếp tục trồng và theo dõi các cá thể này với các thế hệ tiếp theo.
* Chiều dài lóng (cm) của các cá thể F1 và cây cha mẹ
Chiều dài của những lóng bên dưới và chiều dài cả thân lúa là những đặc tính quan trọng liên quan đến tính đổ ngã. Lúa dễ đổ ngã thường có chiều dài lóng thân bên dưới và chiều dài cả thân dài hơn so với những cây không đổ ngã. Như vậy, lóng phía dưới càng dài có thể là nguyên nhân quan trọng dẫn đến đổ ngã. Theo Yoshida (1981) thì chiều dài của lóng gốc (lóng 4 hay lóng 5) dài hơn 4 cm là nguyên nhân đưa đến sự đổ ngã. Tuy nhiên thì giống thấp cây và những đặc tính khác như độ dài thân, độ cứng mơ vận tốc hóa già của các lá dưới không phải luôn luôn kháng đổ ngã (Yoshida, 1981).
29
Bảng 3.4 Chiều dài lóng (cm) trung bình của cây F1 (hạt F2) và cây cha mẹ
Nghiệm thức Lóng 1(cm) Lóng 2(cm) Lóng 3(cm)
TBF1 36,58 22,68 17,82
Nếp cẩm 40,76a 29,50a 21,66a NK2 x Nhật 1 30,86d 19,30c 14,70d
TBP 35,81 24,40 18,18
F ** ** **
CV(%) 4,03 6,34 4,44
TBF1: Trung bình tổng của các cá thể F1, TBP: Trung bình tổng của cây cha mẹ Ghi chú: ** khác biệt ý nghĩa thống kê 1%
Trong cùng một cột những số có chữ theo sau giống nhau thì khơng khác biệt ý nghĩa thống kê
Qua kết quả từ Bảng 3.4 cho thấy chiều dài lóng thứ nhất là dài nhất và dần đến lóng thứ 3 là ngắn nhất. Nhìn chung là chiều dài lóng nằm trung gian giữa cha và mẹ, số liệu cho thấy các cá thể của cây F1 đã phần nào có chiều dài tất cả các lóng ngắn hơn so với cây mẹ, trung bình chiều dài lóng 2,3 đều thấp hơn so với trung bình cha mẹ. Điều đó chứng tỏ rằng chiều dài lóng của các cây ở thế hệ F1 có phần nghiêng về cây cha. Đặc biệt là lóng thứ 3 thiên về giống cha do đó có khả năng cứng cây như cha. Các lóng thứ 1,2 là những lóng khơng nằm vị trí những lóng gãy, nhưng đây là những lóng dài nhất của cây lúa, vì chúng quyết định chiều cao cây và chiều cao thân. Chính vì thế, ta cần tiếp trồng và tuyển chọn các cây trên để tìm ra được những tính trạng ta mong muốn.
* Đường kính lóng (cm) của các cá thể F1 và cây cha mẹ
Đường kính lóng là một trong những yếu tố liên quan đến sự đổ ngã. Tính dẹt của những lóng phía dưới thì cao hơn những lóng phía trên. Số liệu quan sát của Hoshikawa và Wang (1990) đã quan sát các giống lúa dễ đổ ngã của Nhật cho thấy rằng lóng thứ 1 thường có dạng hơi trịn và càng xuống các lóng sau thì thân lúa càng dẹt với sự chênh lệch đường kính trục lớn và trục nhỏ của lóng thân gia tăng. Khi so sánh tính dẹt của lóng thứ 3 và thứ 4 cũng thấy rằng cây lúa dễ đổ ngã có thân dẹt hơn cây lúa khơng đổ ngã. Vì thế, dạng hình lóng thân có thể là do yếu tố di truyền quyết định. Do vậy, đường kính lóng cũng là một trong những yếu tố có liên quan đến sự đổ ngã trên lúa.
30
Bảng 3.5 Đường kính lóng (mm) trung bình của cây F1 (hạt F2) và cây cha mẹ
Nghiệm thức Lóng 1(mm) Lóng 2(mm) Lóng 3(mm) TBF1 3,24 4,42 5,32 Nếp cẩm 2,30c 4,16cde 5,54a NK2 x Nhật 1 2,50c 3,96de 5,02cd TBP 2,40 4,06 5,28 F ** ** ** CV(%) 8,01 4,67 3,82
TBF1: Trung bình tổng của cá thế F1, TBP: Trung bình tổng của cây cha mẹ Ghi chú: ** khác biệt ý nghĩa thống kê 1%
Trong cùng một cột những số có chữ theo sau giống nhau thì khơng khác biệt ý nghĩa thống kê
Đường kính thân tăng dần từ lóng 1 đến lóng 3. Qua Bảng 3.5 càng thấy được lóng thứ 3 càng lớn thì lúa càng hạn chế đổ ngã trong đó trung bình đường kính các lóng F1 đều lớn hơn trung bình cây cha mẹ. Vì vậy ta tiến hành chọn 6 cá thể này, để cải thiện được đường kính lóng của cây cha mẹ.
Tổng hợp tất cả các số liệu từ Bảng 3.3, Bảng 3.4 và Bảng 3.5 ta có thể chọn tất cả các cá thể đã chọn lấy chỉ tiêu của cây F1 với trung bình chỉ tiêu lóng 3 độ cứng (8,13 N/cm2), trung bình chiều dài lóng 3 (17,82 cm) và trung bình đường kính lóng 3 (5,32 mm). Từ đó tiến hành trồng để theo dõi thế hệ tiếp theo, để chọn được các cá thể mà ta mong muốn bên cạnh việc cứng cây cần có phẩm chất tốt.
3.2 THẾ HỆ F2
3.2.1 Chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất của cây F2 (hạt F3)
Thế hệ F2 có vị trí quan trọng trong chọn tạo giống lúa hơn bất kỳ thế hệ nào khác. Vì vậy ta cần tuyển chọn một cách kỹ càng loại bỏ ngay những cây có đặc tính xấu.
Tổng cộng 6 cá thể được chọn ở cây F1, sau đó tiến hành trồng 200 hạt và trồng cây cha mẹ đối chứng trong nhà lưới loại bỏ ngay từ đầu những cá thể có biểu hiện đặc tính nơng học khơng tốt như nở bụi kém, lá rũ, cao cây, hạt lép nhiều, nhiễm sâu bệnh. Ghi nhận các chỉ tiêu nông học và các cá thể có độ cứng lóng (N/cm2) cao so với cha mẹ, mang đặc tính tốt từ cha mẹ, tiến hành phân tích phẩm
31
chất hạt (amylose, protein...), chạy điện di protein tổng số để chọn các cá thể theo hướng có amylose thấp, protein cao dựa vào band waxy 60KDa nhạt, α-glutelin 37- 39KDa đậm.
Bảng 3.6 Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số bông trên bụi và chiều dài bông của cây F2 (hạt F3) và cây cha mẹ cây F2 (hạt F3) và cây cha mẹ
Nghiệm thức TGST
(ngày)
Chiều cao cây (cm)
Số bông trên bụi
Chiều dài bông
THL10-01 90 140 13 28,9 THL10-04 95 142 12 27,5 THL10-12 92 142 14 29,2 THL10-22 92 141 13 29,7 THL10-28 92 138 15 29,6 THL10-30 95 146 14 27,0 Trung bình 93±1,9 141,5±2,6 14±1,04 28,7±1,13 Nếp cẩm 125 - 127 152 – 157 12 23 NK2 x Nhật 1 90 - 95 137 – 139 9 25
THL: Tổ hợp lai, 10: Nếp cẩm x (NK2 x Nhật 1), TGST: Thời gian sinh trưởng
* Thời gian sinh trưởng
Qua quá trình theo dõi đã ghi nhận được quần thể F2 có TGST biến động trong khoảng từ 90 (cây chín sớm nhất) đến 95 ngày (cây chín sau cùng), có sự khác nhau nhiều về các đặc tính nơng học khác và màu sắc hạt cũng có sự phân ly mạnh mẽ. Màu sắc hạt có sự thay đổi từ trắng đến tím. Tùy vào mục đích sử dụng mà chọn màu sắc khác nhau. Ở đây ta chọn cả trắng lẫn tím vì cả hai đều cho ra những đặc tính mà ta mong muốn.
Chọn các cá thể có TGST không quá dài nếu >95 ngày có thể khơng cho năng suất cao vì sự sinh trưởng dư có thể gây đổ ngã (Kawano and Tanaka, 1968). Kết quả chọn được 6 cá thể để tiếp tục nhân lên.
32
* Chiều cao cây và chiều dài bông
Qua Bảng 3.6 ta thấy chiều cao cây có sự đồng nhất giữa các dòng biến thiên 138-146 cm, so với cha mẹ và cây F1 các cá thể F2 phù hợp với chỉ tiêu mong đợi. Chiều cao trung bình của cây F2 nằm trung gian so với cha mẹ ban đầu (137-157 cm). So với chiều cao trung bình của cây F1 (138,6±3,93 cm) thì trung bình chiều cao cây F2 (141,5±2,6 cm) có tăng nhưng không khác biệt nhiều. Chiều dài bơng dao động từ 27-29,7 cm, trung bình 28,7±1,13 cm.
* Số bông trên bụi
Theo Nguyễn Thị Lang (1994), một số giống lúa cải tiến có khả năng đẻ nhánh mạnh (20-25 nhánh/bụi) trong điều kiện đầy đủ dinh dưỡng, nhưng chỉ một số (14-15 nhánh) cho bông hữu hiệu.
Số chồi hữu hiệu/tổng số chồi của các dòng lúa F2 biến động từ 12/13 chồi đến 15/18 chồi. Các dòng đều cho số chồi hữu hiệu cao hơn cha và mẹ ban đầu do được di truyền tính trạng từ cây mẹ (12 bông/bụi), tuy nhiên cần tiếp tục theo dõi chỉ tiêu này ở thế hệ sau.
Bảng 3.7 Số hạt chắc/bông, % hạt chắc và trọng lượng 1000 hạt của cây F2 (hạt F3)
Nghiệm thức Số hạt chắc/bông % Hạt chắc TL 1000 hạt (g) THL10-01 178 71,2 30,01 THL10-04 168 69,93 27,3 THL10-12 160 70,03 27,7